Typy CNC strojů

Počítačové numerické ovládání (CNC) stroje způsobily revoluci ve zpracovatelském průmyslu, poskytující bezkonkurenční přesnost, opakovatelnost, a účinnost. Pochopení různých typů CNC strojů a jejich funkcí je nezbytné pro výběr správného nástroje pro konkrétní projekt nebo obchodní potřebu. Tento komplexní průvodce prozkoumá různé typy CNC strojů, jejich kategorie, a jak vybrat nejlepší typ pro vaše požadavky.

Co je to CNC stroj?

CNC (Počítačové numerické ovládání) stroj je programovatelné zařízení, které automatizuje výrobní proces řízením pohybu nástrojů a dílů pomocí CAD (Počítačem podporovaný design) a CAM (Počítačem podporovaná výroba) software pro převod souborů návrhu na instrukce, které řídí pohyb stroje.

CNC stroje mohou provádět různé operace s vysokou přesností a opakovatelností, umožňující hromadnou výrobu a výrobu složitých dílů. CNC stroje jsou široce používány v automobilovém průmyslu, Aerospace, elektronika, lékařský, a další průmyslová odvětví.

Základní prvky systému CNC strojů

Systém CNC stroje typicky obsahuje následující prvky:

1. Ovladač: Mozek CNC stroje, který čte a interpretuje G-kód (strojový jazyk) k ovládání pohybů stroje.
2. Pohonný systém: Zahrnuje motory a zesilovače, které provádějí příkazy ovladače.
3. Rozhraní stroje: Rozhraní člověk-stroj (HMI) zadávat příkazy a monitorovat operace.
4. Řezné nástroje: Koncové frézy, cvičení, soustruhy, a další nástroje používané pro řezání a tvarování materiálů.
5. Systém zpětné vazby: Poskytuje data o výkonu stroje v reálném čase pro přesné polohování a opravu chyb.

Různé typy CNC strojů

Existují různé typy CNC strojů, každý je určen pro konkrétní úkoly:

1. Frézovací CNC stroj:

• • Funkce: Používá rotující řezné nástroje k odstranění materiálu ze stacionárního obrobku, ideální pro vytváření rovných ploch, díry, a kapsy.
  • Aplikace: Vhodné pro vytváření složitých tvarů a složitých vzorů z různých materiálů.
  • Omezení： Velikost, kterou může obrábět, závisí na velikosti krytu stroje a na největší vzdálenosti, kterou mohou řezné nástroje ujet.

2. Soustružnický CNC stroj:

• • Funkce: Také známý jako CNC soustruhy, tyto stroje otáčejí obrobek, zatímco řezné nástroje jej tvarují, ideální pro válcové součásti, jako jsou hřídele, pouzdra, a šrouby.
  • Aplikace: Běžně se používá pro soustružení materiálů, jako jsou kovy a plasty.
  • Omezení： Vzhledem ke způsobu, jakým tento stroj vyrábí produkty, je lepší dělat symetrické části.

3. Bruska CNC stroj:

• • Funkce: Využívá brusný kotouč k vyhlazení a dokončení povrchů, běžně používané při dokončovacích operacích pro vysokou přesnost a kvalitu povrchu.
  • Aplikace: Používá se pro dokončovací operace a vytváření extrémně jemných tolerancí.
  • Omezení： The CNC bruska odstraňuje materiály z obrobku velmi pomalu. Proto nachází uplatnění především jako dokončovací nebo vyhlazovací stroj.

4. Vrtací CNC stroj:

• • Funkce: Navrženo pro vytváření kulatých otvorů pomocí rotujících vrtáků; často kombinováno s navrtáváním závitů do otvorů.
  • Aplikace: Běžně se používá pro vytváření přesných otvorů v různých materiálech.
  • Omezení： Jedním z hlavních omezení stroje je rozměr otvoru, který dokáže vytvořit. Je náročné vytvořit díry, které jsou hluboké nebo dostatečně velké, bez speciálních vrtáků.

5. EDM (Elektrický vybíjecí stroj):

• • Funkce: Používá elektrické výboje k erozi materiálu z obrobku, umožňující vytváření složitých tvarů, které je obtížné dosáhnout tradičními řeznými nástroji. Provádí bezkontaktní obrábění, umožňuje pracovat s díly jakékoli tvrdosti.
  • Aplikace: Vhodné pro obrábění tvrdých materiálů a vytváření složitých prvků.
  • Omezení： EDM je omezeno na vodivé materiály, takže je nevhodný pro nevodivé materiály, jako je keramika, dřevo, a plasty.

6. Plazmový řezací CNC stroj:

• • Funkce: Řeže materiály pomocí vysokoteplotního plazmového hořáku, vhodné pro elektricky vodivé materiály jako ocel a hliník.
  • Aplikace: Ideální pro řezání oceli a jiných vodivých materiálů.
  • Omezení： Tyto stroje produkují obrovské teplo při řezání materiálů tavením. Toto teplo často ovlivňuje povrchovou úpravu řezaného materiálu, což má za následek tepelně ovlivněné zóny. Dalším omezením je, že tento stroj má omezený rozsah materiálů, které může řezat, protože prořezává pouze kovy a jiné vodivé slitiny.

7. CNC stroj pro řezání vodním paprskem:

• • Funkce: Používá vysokotlaký proud vody smíchané s abrazivem k řezání materiálů bez vytváření tepla, ideální pro řezání silných a tepelně citlivých materiálů.
  • Aplikace: Všestranné řezné řešení vhodné pro pryž, kůže, laminát, obvodové desky, pěna, papír, keramický, sklo, kámen, a plech.
  • Omezení： Jednou z největších nevýhod je, že rychlost řezání vodním paprskem je nižší než u jiných alternativ řezání. Tato nižší rychlost je zvláště patrná kolem zakřivených řezů a rohů.

8. Laserový řezací CNC stroj:

• • Funkce: Využívá zaostřený laserový paprsek k řezání nebo gravírování materiálů s vysokou přesností. Laserový paprsek prořezává materiály bez ohledu na jejich vodivost a vytváří požadovaný produkt nebo tvar.
  • Aplikace: Běžně se používá pro řezání kovů, Plasty, dřevo, a tkaniny.
  • Omezení： Jedním z omezení laserového řezacího CNC stroje je maximální tloušťka materiálu 2,75 palce, který s ním můžete řezat..

9. CNC Router Machine:

• • Funkce: Často se používá pro řezání dřeva, plast, a měkčích materiálů, CNC frézky mají vysokorychlostní rotující vřeteno pro hladké povrchové úpravy.
  • Aplikace: Vhodné pro značení, truhlářství, a dekorativní práce.
  • Omezení： Celkový provoz CNC frézky může být docela hlučný kvůli různým součástem.

10. Víceosý CNC stroj:

• • Funkce: Víceosé CNC stroje se mohou pohybovat ve čtyřech nebo více směrech, ve srovnání s dvou nebo tříosým strojem, víceosé obrábění je složitější a produkuje přesnější díly. Nabízejí lepší flexibilitu a sahají od 4osých až po 12osé konfigurace.
  • Aplikace: Ideální pro složité díly vyžadující obrábění z více úhlů.
  • Omezení： Tyto stroje se výrazně liší od 2 a 3osé typy a často potřebují kvalifikovanou obsluhu pro optimální výkon.

11. 3D tiskárna:

• • Funkce: Typ CNC stroje, který vytváří díly vrstvu po vrstvě z digitálního souboru, pomocí materiálů, jako jsou plasty, pryskyřice, a kovy.
  • Aplikace: Široce používané v prototypování, výrobní, a vytváření produktů na míru.
  • Omezení： Náklady na pořízení tohoto CNC zařízení a výroby komponentů pomocí tohoto procesu jsou poměrně vysoké. Také, 3Rychlost tisku D je pomalá, zejména při použití pro hromadné výrobní procesy.

12. CNC automatický měnič nástrojů:

• • Funkce: Také známý jako ATC, zvyšuje produktivitu tím, že umožňuje použití více nástrojů v jednom nastavení bez ručního zásahu.
  • Aplikace: Zvyšuje produktivitu a snižuje prostoje ve výrobních prostředích.
  • Omezení： Vysoká poruchovost, dlouhé doby výměny nástroje, kapacita zásobníku nástrojů je malá.

Typy CNC strojů podle počtu souřadných os

CNC stroje lze kategorizovat na základě počtu souřadnicových os, které obsluhují:

2-Osové CNC stroje:

2-osové CNC stroje jsou nejjednodušším typem, fungující podél X (horizontální) a Y (vertikální) osy. Obvykle se používají pro rovné řezy, vrtání otvorů, nebo zpracování jednoho povrchu bez přemístění obrobku.

3-Osové CNC stroje:

Nejběžnějšími CNC stroji jsou 3osé modely, které ke standardním osám X a Y přidávají osu Z pro hloubku. Pracují na stacionárních obrobcích a zvládnou úkoly v 2.5 rozměry, díky tomu jsou univerzální pro základní obrábění.

4-Osové CNC stroje:

Tyto stroje obsahují osu A, který umožňuje rotaci podél osy X, kromě X, Y, a osy Z. Tato funkce je ideální pro úkoly, jako jsou výřezy a řezání obloukem.

5-Osové CNC stroje:

5-osa CNC stroje zavádějí osu C, umožňující otáčení řezného nástroje. Toto nastavení umožňuje obrábění pěti povrchů současně, výroba vysoce přesných dílů ideálních pro lékařské vybavení.

7-Osové CNC stroje:

7-osové stroje mají tři osy pro otáčení obrobku, tři pro pohyb nástroje, a další E-osa pro rotaci ramene. Jejich schopnost vytvářet složité díly je činí vhodnými pro letectví a kosmonautiku, lékařský, a vojenské složky.

9-Osové CNC stroje:

Kombinace 5osé frézky a 4osého soustruhu, 9-osové CNC stroje efektivně zvládají vnitřní i vnější součásti. Běžně se používají pro výrobu zubních implantátů, Lékařské nástroje, a pokročilé letecké komponenty.

12-Osové CNC stroje:

Tyto stroje mají dvě řezací hlavy, každý se může pohybovat po X, Y, Z, A, B, a osy C. Tato konfigurace umožňuje rychlejší výrobu s výjimečnou přesností, ideální pro velké objemy, složité obráběcí úkoly.

Typy CNC strojů dělené servosystémem

CNC stroje lze také klasifikovat na základě jejich servosystémů:

Otevřete systém řízení smyčky: Základní řídicí systém bez mechanismu zpětné vazby; nižší náklady, ale menší přesnost.

Řídicí systém s polouzavřenou smyčkou: K opravě chyb používá určitou zpětnou vazbu; střední možnost pro cenu a přesnost.

Řídicí systém s uzavřenou smyčkou: Pokročilý systém s plnou zpětnou vazbou, nabízí vysokou přesnost a minimální chyby.

Typy CNC strojů podle pohyblivé stopy

Různé CNC stroje jsou navrženy tak, aby sledovaly specifické cesty:

Bodové ovládání: Řídí počáteční a koncové body dráhy nástroje, zaměřit se spíše na umístění než na zvolenou cestu.

Lineární ovládání: Zajišťuje lineární pohyb mezi body, běžně používané pro vrtání a řezání závitů.

Ovládání konturování: Nepřetržitě řídí dráhu nástroje, umožňující vytváření zakřivených nebo konturovaných povrchů.

Jak vybrat nejlepší typ CNC stroje?

Při výběru správného CNC stroje pro vaši firmu, je třeba vzít v úvahu několik faktorů. Ideální stroj závisí na povaze vašeho podnikání, typ produktů, které vyrábíte, a rozsah výroby. Zde jsou klíčové faktory pro výběr CNC stroje:

Typ podnikání

Typ podnikání, který provozujete, výrazně zúží vaše možnosti. Pro malou CNC dílnu, může stačit několik CNC routerů. Naopak, výrobní operace ve velkém měřítku může vyžadovat větší, všestrannější multifunkční CNC stroje.

Dostupnost náhradních dílů

CNC stroje, jako každé jiné zařízení, se může opotřebovat nebo rozbít. Je důležité vybrat značku nebo model, který vaši technici snadno opraví, se snadno dostupnými náhradními díly. Dostupnost dílů přímo ovlivňuje prostoje a rychlost obnovení výroby.

Požadavky na produkt

Konkrétní CNC stroj, který potřebujete, do značné míry závisí na složitosti produktů, které vyrábíte. Jednoduché výrobky mohou vyžadovat pouze CNC soustruh nebo 3osou frézku. Však, pro složitější položky, 5osý CNC stroj, který dokáže provádět více operací v jednom nastavení, by byl efektivnější. Specializované stroje, jako jsou švýcarské soustruhy, jsou ideální pro výrobu velkých objemů malých, složité válcové části.

Požadavky na napájení

CNC stroje obecně spotřebují hodně energie, často vyžaduje třífázové napájení, aby fungoval efektivně. Je důležité zajistit, aby vaše zařízení mohlo poskytovat potřebný výkon pro jakékoli nové CNC zařízení. Měli byste také posoudit aktuální spotřebu energie, abyste se vyhnuli překročení kapacity zdroje napájení při přidávání nových strojů.

Materiál k obrábění

Materiál, který plánujete obrábět, je kritickým faktorem. Stroje musí být dostatečně robustní, aby mohly přesně frézovat tvrdé slitiny. Na druhé straně, měkčí materiály jako měkká ocel mohou potřebovat pouze přesné stroje schopné dodržet požadované tolerance.

Zvážením těchto faktorů, můžete si vybrat CNC stroj, který nejlépe vyhovuje vašim výrobním potřebám a obchodním požadavkům.

TENTO: Služba CNC obrábění pro každý CNC projekt

DEZE nabízí komplexní služby CNC obrábění, které uspokojí všechny vaše potřeby, od frézování a soustružení až po pokročilé víceosé obrábění. Úzce spolupracujeme s klienty, abychom dodávali precizně zpracované díly s různými povrchovými úpravami a vysoce kvalitními materiály.

Tak proč čekat? Kontaktujte nás ještě dnes, abychom mohli začít pracovat na vašich CNC projektech.

Odkaz na obsah：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/